Si vous dirigez une entreprise, gérez une grande propriété commerciale ou alimentez un complexe résidentiel à plusieurs logements dans la gamme de systèmes solaires de 20 kW à 100 kW, vous savez combien de temps et d'argent sont nécessaires pour configurer correctement votre installation. Vous savez probablement aussi que même un petit contretemps peut perturber votre production d’énergie – et l’un des principaux coupables est l’ombrage. Ce n’est pas seulement un désagrément mineur ; pour des systèmes de cette taille, l'ombrage peut avoir un impact bien plus important sur vos résultats que pour une petite installation résidentielle de 1 kW sur laquelle j'ai travaillé pour un voisin il y a quelques années. Décrivons exactement ce que l'ombrage fait à ces systèmes solaires de taille moyenne, pourquoi c'est si important et ce que vous pouvez faire à ce sujet, puisque nous fournissons les configurations fiables dont vous avez besoin, comme notreSystème solaire complet sur réseauconçu pour gérer les conditions courantes du monde réel.
Tout d’abord, mettons-nous sur la même longueur d’onde sur le fonctionnement de ces systèmes de 20 à 100 kW. Contrairement aux petites installations domestiques qui peuvent simplement se connecter à quelques panneaux, il s'agit généralement de systèmes connectés au réseau : ils sont directement connectés au réseau électrique local, de sorte que vous revendez l'excédent d'électricité et que vous tirez du réseau lorsque le soleil ne brille pas. La plupart utilisent des onduleurs string, n'est-ce pas ? Ou parfois des micro-onduleurs pour des sections plus petites, mais pour 20 kW à 100 kW, les onduleurs string sont très populaires car ils sont rentables et faciles à mettre à l'échelle. Cette échelle est exactement la raison pour laquelle l’ombrage est si important ici. Un système de 20 kW peut avoir 60 panneaux (chacun ~ 330 W) divisés en 2 ou 3 chaînes, tandis qu'un système de 100 kW peut avoir 300 panneaux divisés en 5 ou 6 chaînes. Chaque chaîne de panneaux est câblée en série, de sorte que chaque panneau de cette chaîne doit fonctionner ensemble pour transmettre l'alimentation à l'onduleur. Si même un panneau d’une chaîne est ombré, cela agit comme un pli dans un tuyau, ralentissant toute la chaîne, pas seulement ce panneau. C’est ce qu’on appelle « l’effet série », et cela change la donne pour la production.
Mettons-y des chiffres, car les chiffres ne mentent pas. Une fois, j'ai aidé un café local à installer un système de 30 kW en réseau il y a trois ans, et ils avaient un grand chêne qui poussait juste du côté ouest de leur bâtiment. Pendant environ une heure chaque après-midi, cet arbre ombrait 3 panneaux au milieu de l'une de leurs trois cordes. Au début, ils n'y prêtaient pas beaucoup d'attention, jusqu'à ce que leur première facture d'énergie arrive et qu'ils ne produisaient que 75 % de ce que le système était censé générer. Cela représente une perte de 25 % pour une petite ombre quotidienne ! Pour un système de 30 kW, cela représente ~22,5 kW de production dans une bonne journée, mais avec cet ombrage, elle tombait à ~17 kW. Multipliez cela sur une année : cela représente des milliers de dollars de revenus perdus en raison de la non-revente de l'électricité excédentaire au réseau, et des factures d'énergie plus élevées lorsqu'ils ont dû tirer davantage du service public. Pour un système de 100 kW, cette même perte d’ombrage pourrait être de 25 000 kW par an, soit suffisamment pour alimenter 2 maisons moyennes pendant une année complète. L'ombrage n'est pas seulement une chose « tôt le matin, en fin d'après-midi » ; cela peut provenir de cheminées, d'unités CVC, voire de bâtiments adjacents si vous vous trouvez dans un endroit urbain ou suburbain restreint.
Or, toutes les ombres ne sont pas égales. Il existe un « ombrage statique » pour les éléments qui sont toujours là (arbres, bâtiments, structures de toit) et un « ombrage dynamique » pour les éléments qui bougent (nuages, oiseaux, feuilles qui tombent, même la neige qui colle à un coin d'un panneau). La plupart des gens pensent que l'ombrage dynamique est négligeable, mais pour les systèmes de 20 à 100 kW, ces nuages qui couvrent 10 % de vos panneaux pendant 10 minutes à la fois ? Ils s'additionnent. Des études du National Renewable Energy Lab (NREL) ont révélé que l'ombrage dynamique peut entraîner une perte de production annuelle de 5 à 15 % pour les systèmes commerciaux de taille moyenne, tandis que l'ombrage statique peut pousser ce chiffre à 20 à 30 % s'il n'est pas prévu. La partie délicate est que les onduleurs de chaîne ne suivent que le point de puissance maximale (MPP) pour l'ensemble de la chaîne, et non pour les panneaux individuels. Ainsi, si un panneau est ombré, le MPP de la chaîne entière diminue pour correspondre à ce panneau ombré, même si les 19 autres panneaux de la chaîne fonctionnent à pleine puissance. C'est pourquoi nous avons conçu notreSur le système d'énergie solaire en réseauPour minimiser ce problème précis, nous les associons à des onduleurs de haute qualité dotés de plusieurs trackers MPPT, afin que chaque chaîne puisse être optimisée séparément.
Attendez, parlons des points chauds, car ce sont les dommages cachés causés par l'ombrage qui manquent à la plupart des gens. Lorsqu'un panneau ombré est bloqué et consomme moins d'énergie que prévu, il agit comme une résistance dans le circuit. Cela signifie qu'il génère de la chaleur au lieu de l'électricité, et cette chaleur peut s'accumuler sur le panneau au fil du temps. Pour les petits panneaux, ce n'est pas très grave, mais pour les centaines de panneaux d'un système de 100 kW, ce point chaud peut déformer les cellules du panneau, réduire sa durée de vie de 10 à 15 ans et même présenter un petit risque d'incendie si c'est assez grave. L'année dernière, nous avons eu un client avec un système de 50 kW qui présentait de nombreux ombrages imprévus provenant d'un nouveau bâtiment voisin. En 18 mois, 3 de leurs panneaux présentaient des dommages visibles par points chauds, qu'ils n'ont détectés que lorsque nous avons effectué un contrôle de maintenance de routine. Cela aurait pu être évité si nous avions examiné la disposition de leur toit pendant la phase de conception ou s'ils avaient amélioré leur onduleur pour mieux gérer l'ombrage partiel.
Maintenant, soyons pratiques : que pouvez-vous réellement faire si vous disposez déjà d'un système de 20 à 100 kw ou si vous envisagez d'en acquérir un ? Tout d’abord, effectuez un audit d’ombrage complet. Nous utilisons des relevés par drone et un logiciel d'analyse solaire pour cartographier chaque ombre qui frappe votre toit ou vos panneaux au sol à chaque heure de la journée, chaque jour de l'année. Par exemple, si vous recherchez un système de taille moyenne pour une maison ou une petite entreprise, notreAlimentation domestique du système solaire 10kw(et nos plus grandes configurations de 20 à 100 kW) sont conçues en tenant compte de la tolérance à l'ombre. Si vous disposez déjà d'un système peu performant, il existe des mises à niveau : ajoutez des micro-onduleurs aux chaînes ombrées, de sorte que chaque panneau ait son propre tracker MPP, ou reconnectez les panneaux pour diviser ceux ombragés et non ombragés en chaînes distinctes. Une autre astuce consiste à tailler les arbres en surplomb (nous ne recommandons pas de les abattre - la plupart des villes ont des règles à ce sujet !) ou à ajuster l'inclinaison de votre panneau s'il n'est pas déjà optimisé pour votre latitude.
Et puisque nous proposons des marques réputées, crions notreGrowatt sur le système solaire en réseauLes onduleurs de la gamme Growatt sont spécialement construits avec la technologie MPPT avancée qui gère bien mieux l'ombrage partiel que les modèles de base. Nous avons testé un onduleur Growatt 30 kW par rapport à un onduleur de chaîne standard sur une chaîne ombragée l'année dernière, et la configuration Growatt a produit 18 % de puissance en plus en moyenne sur un mois de test. C'est le genre de différence dans le monde réel qui s'additionne rapidement pour les systèmes de 20 à 100 kW : plus besoin de gaspiller de l'argent parce qu'une branche d'arbre n'est pas à sa place.
Attendez, n'oublions pas les systèmes triphasés, qui sont très courants pour les configurations commerciales de 20 à 100 kW. Beaucoup de gens ne réalisent pas que l’ombrage peut également perturber l’équilibre entre les phases. Si une phase de votre système triphasé est plus ombragée que les deux autres, cela peut provoquer des déséquilibres de tension qui font travailler plus fort l'ensemble de l'onduleur, entraînant des coûts de maintenance plus élevés et une durée de vie plus courte de l'onduleur. C'est pourquoi notre10KW 3 phases sur le système solaire en grille(et nos plus grandes options triphasées de 30, 50, 100 kW) sont calibrées pour maintenir l'équilibre des phases même lorsque certains panneaux sont ombragés. Nous en tenons compte dans la conception dès le premier jour, afin que vous n'ayez pas à vous soucier de ce mal de tête supplémentaire.
Terminons cela avec ce que tout cela signifie pour vous, que vous soyez un propriétaire d'entreprise évaluant vos options solaires ou quelqu'un qui gère un espace multi-propriétés. L'ombrage n'est pas qu'un petit problème : pour les systèmes de 20 à 100 kW, cela peut vous coûter des dizaines de milliers de dollars en perte de production, en équipements endommagés et en factures de services publics plus élevées sur la durée de vie de plus de 25 ans du système. La bonne nouvelle est que la plupart de ces problèmes peuvent être évités grâce à une planification appropriée, un équipement de qualité et de petits ajustements à votre configuration. Nous ne vendons pas seulement des systèmes solaires : nous travaillons avec vous pour auditer votre propriété, concevoir une configuration qui fonctionne autour de tous les ombrages dont vous disposez et nous assurer que vous obtenez chaque kW pour lequel vous avez payé. Si vous êtes prêt à arrêter de laisser de l'argent sur la table à cause de l'ombrage, contactez-nous pour discuter de vos besoins, dimensionner un système adapté à votre gamme de 20 kW à 100 kW et obtenir la configuration fiable et hautes performances que vous méritez.